Najważniejsze minerały miedzi. 

Miedź rodzima – Cu, układ regularny; tw. 3; barwa miedziana; rysa miedziano- czerwona- błyszcząca; połysk metaliczny; łupliwość brak; przełam haczykowaty; rzadko tworzy kryształy. Występuje w paragenezie z kuprytem, malachitem, azurytem, kowelinem. W Polsce stwierdzona w Miedzianej Górze, Karpatach, Radzimowicach, Wieściszowicach i Miedziance. Ruda miedzi. 

Chalkozyn – Cu2S; układ rombowy; tw. 3; barwa ołowiana; rysa ciemno- szara; połysk metaliczny; łupliwość niedokładna; przełam muszlowy; jest on prostym siarczkiem miedzi. Teoretycznie zawiera 80%Cu. Powstaje 
w niskotemperaturowych żyłach hydrotermalnych oraz w środowiskach redukcyjnych. Współwystępuje 
z kowelinem, bornitem, chalkopirytem i. in. W Polsce znany z Miedzianki, Miedzianej Góry, Ciechanowic 
i Radzimowic. Jest to ważny gospodarczo minerał użyteczny miedzi. 

Kowelin – CuS; układ heksagonalny; tw. 2; barwa niebiesko- czarna; rysa niebieskawo- czarna; połysk tłusty metaliczny; łupliwość doskonała; występuje w postaci tabliczkowych kryształów. Jest to minerał utworów hydrotermalnych i osadowych. Jest składnikiem wielu złóż miedzi. W Polsce znany z Miedzianej Gór, Kowar, Boguszowa, Czarnowa i Radomierza. Występuje z innymi minerałami miedzionośnymi. Jest źródłem miedzi. 

Bornit – Cu2FeS4; układ regularny; tw. 3; barwa czerwono- brunatna; rysa ciemno- szara; połysk metaliczny; łupliwość słaba; przeważnie tworzy skupienia zbite. Współwystępuje z innymi minerałami miedzi, a niemal zawsze z malachitem. Powszechny na terenie LGOM-u, w okolicach Jawora i Miedzianki. Jest wartościowym nośnikiem Cu. 

Chalkopiryt - CuFeS2; układ tetragonalny; tw. 3,5; barwa mosiężno- żółta; rysa zielonkawo- czarna; połysk metaliczny; łupliwość brak; przełam muszlowy 

Tetraedryt – Cu3SbS4; układ regularny; tw. 3- 4,5; barwa fioletowo- czerwona, ciemno- niebieska; rysa ciemno szara z brunatno- wiśniowym odcieniem; połysk metaliczny; łupliwość brak; przełam nierówny; jest najbardziej rozpowszechnioną siarkosolą Cu. Powstaje w utworach hydrotermalnych, pegmatytowych i metasomatycznych. Tworzy paragenezy z chalkopirytem, bornitem, galeną, kowelinem, sfalerytem i. in. W Polsce znany z Tatr, Gór Świętokrzyskich i Dolnego Śląska- Srebrna Góra, Chełmiec, Ciechanowice i LGOM. Stosowany do pozyskiwania miedzi, srebra, rtęci i antymonu. 

Domeykit – Cu3As; układ regularny, heksagonalny; tw. 3,5; barwa cynawo - biała; połysk metaliczny; tworzy on polimorfy: regularny (a) i rombowy (b). Jest on składnikiem rud miedzi. Nazwany został na cześć Polaka Ignacego Domeyki, wybitnego mineraloga chilijskiego. 

Kupryt – Cu2O; układ regularny; tw. 4; barwa ciemno- rubinowa, stalowo- szara; rysa czerwona; połysk diamentowy; łupliwość słaba; minerał strefy utlenienia. W Polsce znany z Miedzianki, Miedzianej Góry 
i Dziwiszowa. 

Malachit – Cu2(CO3)(OH)2; układ jednoskośny; tw 4.; barwa zielona; rysa jasno-zielona; połysk szklisty; łupliwość dobra; rzadko występuje w postaci kryształków o pokroju igiełkowym. Często tworzy nacieki i naloty. Powstaje 
w strefie utleniania kruszców Cu. Współwystępuje z miedzią rodzimą, kuprytem, azurytem, bornitem, chalkopirytem i. in. W Polsce znany z Gór Świętokrzyskich i Dolnego Śląska (Miedzianka). Wykorzystywany do celów jubilerskich i zdobniczych - np. z malachitu wykonano płytki zdobiące saskie pokoje. 

Azuryt – Cu3(CO3)2(OH)2; układ jednoskośny; tw. 4; barwa fioletowa; rysa jasno-niebieska; połysk szklisty; łupliwość dobra; na powietrzu powoli przechodzi w malachit. Dawniej był stosowany do produkcji niebieskich farb, które z biegiem czasu ulegał takiemu przeobrażeniu. Tym tłumaczy się zielony kolor nieba na starych obrazach. Współwystępuje z malachitem, limonitem, kalcytem, chalkozynem, kowelinem i. in. Powstaje w strefie utleniania kruszców Cu. Znany z Gór Świętokrzyskich, Tatr, Złotego Stoku, Miedzianki, Nowej Rudy, a także z LGOM-u. Stosowany jako kamień ozdobny. Powszechny składnik rud miedzi. 

Chryzokola – CuSiO3xnH2O; układ rombowy; tw. 2-4; barwa niebieski, zielony, niebieskozielony w różnych odcieniach; połysk szklisty, woskowy, matowy; łupliwość brak; przełam muszlowy

Charakterystyka minerałów grupy SiO2. 

Minerały grupy SiO2 tworzą liczne odmiany polimorficzne, wśród których można wyróżnić trzy główne: kwarc, trydymit, cristobalit. Znane są one w modyfikacjach wysoko-(a) i niskotemperaturowych (b). W skorupie ziemskiej występują kwarc, trydymit, cristobalit, coesyt, stiszowit, lechatelieryt (rodzime szkło kwarcowe) i opal, który jest zestarzałym, częściowo przekrystalizowanym żelem krzemionkowym. Na drodze syntetycznej otrzymano kaetyt (jednoskośny, temp. 450 - 800ºC). 

kwarc b- niskotemperaturowy, układ trygonalny, G=2,65 
¯ 573°C 
kwarc a- wysokotemperaturowy, układ heksagonalny, G=2,53 
¯ 
moganit- układ jednoskośny, występuje z chalcedonem o opalem 
¯ 870°C 
trydynit- wysokotemperaturowy, układ heksagonalny lub jednoskośny 
¯ 
cristobalit- wysokotemperaturowy, G=2,2 
¯ 1715°C 
stop- podczas szybkiego chłodzenia powstaje lechatelieryt- fulguryty- podobne do belemnitów, są to skupienia krzemionki powstałe pod wpływem uderzeń piorunów. 
¯ 2477°C 
stan gazowy 

Minerały tej grupy charakteryzują się dużą różnorodnością barw w zależności od odmiany. Ich twardość waha się 
w niedużym zakresie 6- 7. Są minerałami lekkimi o połysku szklistym, tłustym lub woskowym. Kwarc, chalcedon oraz opal zalicza się do grupy kamieni szlachetnych. 


Kwarc SiO2 trygonalny 7 zależna od odmiany szklisty brak muszlowy 2,65 
Trydymit SiO2 jednoskośny 7 bezb, biała szklisty brak muszlowy
Cristobalit SiO2 regularny 7 biała szklisty słupowa
Chalcedon SiO2 trygonalny 7 zależna od odmiany woskowy, matowy brak włóknisty 2,6 
Opal SiO2x nH2O bezpostaciowy 6 zależna od odmiany szklisty brak muszlowy 2,3 

Kwarc jest jednym z najpospolitszych minerałów występujących w skorupie ziemskiej. Stanowi on istotny skład wielu skał magmowych, osadowych i metamorficznych. Na podstawie ich barwy i budowy wyodrębniono szereg następujących odmian: 
Kryształ górski - są to dobrze wykształcone bezbarwne kryształy kwarcu. Charakteryzuje je nieskazitelna czystość i silny połysk. Jeszcze w XIV wieku pisano o nim, iż jest to śnieg, który stwardniał po wielu latach. 
Ametyst - jest to odmiana o zabarwieniu fioletowym lub purpurowym. Jego barwa jest spowodowana domieszkami tlenków metali żelaza, litu, glinu, magnezu, chromu, manganu, tytanu i miedzi. Podgrzewając go można zwiększyć intensywność jego barwy. 
Cytryn - jest odmianą kwarcu o zabarwieniu cytrynowo żółtym, które pochodzi od zanieczyszczeń tlenkami żelaza. Często nazywany jest fałszywym topazem. 
Kwarc dymny - z reguły są to dobrze wykształcone kryształy o barwie ciemno brunatnoszarej. Barwa spowodowana jest działaniem promieniowania radioaktywnego lub domieszką związków organicznych. 
Morion - ma on barwę czarną wynikającą a intensywnego działania promieniowania radioaktywnego lub domieszką związków organicznych. 
Kwarc różowy - różowe zabarwienie tej odmiany kwarcu pochodzi od zawartości nieznacznych ilości tlenków manganu. 
Kwarc szafirowy - niebieska barwa pochodzi od zawartych w nim wrostków krokidolitu. Czarami tę barwę wywołują wrostki rutylu. 
Tygrysie oko - ma barwę żółtą do brunatnej powstałą w wyniku wydzielenie się tlenków żelaza w skutek rozpadu zawartego w nim amfibolu. 
Sokole oko - ma barwę niebieskoszarą wywołaną zawartością świeżego amfibolu. 
Kwarc awenturynowy - przypomina on szkło zawierające opiłki miedzi, zawiera blaszki hematytu lub miki. 
Chalcedon to skrytokrystaliczna odmiana kwarcu, jest uważany za odrębny minerał. Występuje on w wielu odmianach, wśród których wyróżnia się: 
Agat - jest odmianą o charakterystycznej budowie wstęgowej, składającej się naprzemianległych warstewek 
o odmiennym zabarwieniu. Powstawanie równoległych pasm jest wynikiem wielokrotnego wydzielania się krzemionki z roztworów. 
Karneol - ma barwę ciemnoczerwoną pochodzącą od domieszek hematytu. 
Sard - ma barwę brunatną pochodzącą od domieszek wodorotlenku żelaza. 
Jaspis - składa się głównie ze skrytokrystalicznego kwarcu z domieszkami hematytu. Ma on barwę czerwoną, żółtawą czasami brunatną. 
Onyks - jest odmianą agatu o naprzemianległych warstewkach białych i brunatnych. 
Chryzopraz - jest to zielona odmiana chalcedou, którego barwa pochodzi od domieszek związków niklu 
Heliotrop - ma barwę ciemnozieloną. 
Opal - jest on uwodnioną krzemionką. Zawartość w nim wody wynosi od 1% do kilkunastu procent. W wyniku procesu dehydrytacji traci wodę i przechodzi i chalcedon. 
Opal szlachetny - wykazuje opalizację 
Hialit - jest bezbarwny, często występuje w postaci naskorupień 
Drzewny - zastępuje struktury organiczne 
Inne odmiany to: czarny, mszysty, ognisty, iskrzący, pawi. 
Coesyt - powstaje w temperaturze 450- 800°C pod ciśnieniem 38kbar. Został opisany dopiero w 1986r., a pierwsze jego syntezy powstały w 1953 
Stiszowit - krystalizuje on w układzie tetragonalnym. Dotychczas znane ich występowania związane z miejscem upadku meteorytów na ziemie i oraz z meteorytami lub powstają na olbrzymich głębokościach. 

Odmiany kwarcu na podstawie wrostków: 
kwarc mleczny – bańki powietrza 
kwarc żelazisty – z powłoką hematytową 
tygrysie oko – żółte włókna zwietrzałego krokidolitu 
sokole oko – niebieska hornblenda lub niezwietrzały krokidolit 
chryzopraz – nikiel 
włosy Tetydy – wrostki hornblendy 
włosy Wenus – wrostki rutylu 

Zbliźniaczenia kwarcowe: 
- zbliźniaczenia delfickie (alpejskie, szwajcarskie) – tworzone przez dwa jednakowo skrętne osobniki; wykazują symetrię trapezoedru trygonalnego 
- zbliźniaczenia wg prawa brazylijskiego (dwa przenikające się osobniki kwarcu, przenikają się wg ściany (1 1 -20)) 
i japońskiego (płaszczyzną zbliźniaczeń jest (1 1 -22) oś z przecina się pod kątem 84°) 

- kwarce lewoskrętne i prawoskrętne – wypływa to z ich budowy wewnętrznej, tzn. z ułożenia atomów

2. Krystaliczny i bezpostaciowy stan materii. Kryształ. 

Ciało krystaliczne – od kryształu wyróżnia się brakiem postaci zewnętrznej; od ciała amorficznego wyróżnia się posiadaniem struktury, czyli uporządkowanej budowy wewnętrznej. 

Kryształ – ciało o uporządkowanej budowie wewnętrznej (=struktura) mające prawidłową, wielościenną postać zewnętrzną, wykształcone samoistnie, fizycznie i chemicznie jednorodne i anizotropowe; posiada jednakowe właściwości wektorowe w kierunkach równoległych i nierównoległych zgodnie z prawem symetrii. 

Ciało amorficzne – nie posiada uporządkowanej budowy wewnętrznej, prawidłowej wielościennej postaci zewnętrznej, jednorodności fizycznej i chemicznej oraz symetrii. 

Materia krystaliczna – to (niemal) wszystkie substancje występujące w przyrodzie w stanie stałym, uporządkowany stan materii 

Substancje amorficzne – w przyrodzie istnieje wiele substancji niekrystalicznych, np. kauczuk, szkło; część z nich może przejść w stan krystaliczny. 

Kwazikryształy – nanokryształy – przykład występowania materii posiadającej inną symetrię niż kryształy spotykane 
w przyrodzie. 

Kryształy ciekłe – substancje, najczęściej organiczne, znajdujące się w stanie ciekło – krystalicznym; połączenie typowej cechy cieczy, ze swego rodzaju uporządkowaniem dalekiego zasięgu; posiada anizotropowość. Stan ciekło – krystalicznywystępuje w zakresie temp. -5 - +55ºC. 

Monokryształ – materiał będący w całości jednym kryształem (np. kryształ cukru, soli, półprzewodnika). Monokryształ może zawierać w całej swej objętości niewielką ilość defektów tejże struktury a jego zewnętrzna forma nie musi odzwierciedlać struktury krystalicznej. 


3. Podstawowe prawa krystalograficzne. 

I. Prawo stałości kątów – prawo Stensena 1669r. 
W kryształach tego samego rodzaju – powstałych w identycznych warunkach fizyko – chemicznych, kąty pomiędzy analogicznymi ścianami zawsze są stałe. 

II. Prawo wymiernych stosunków odcinków – I prawo Hauy’a 1784r. 
Każdy ze stosunków odcinków odciętych na jednej osi kryształów przez dwie ściany kryształu wyraża się liczbą wymierną. 

III. Prawo wymiernych wskaźników – II prawo Hauy’a 
Wskaźniki wszystkich ścian kryształu są liczbami wymiernymi, całkowitymi i prostymi (niewielkimi jak 0,1,2,3…). 

IV. Prawo symetrii 
W krysztale można wskazać kierunki nierównolegle, w których własności są położone symetrycznie. 

V. Prawo pasowe 
W krysztale istnieją ściany, z których każda należy przynajmniej do dwóch pasów (pas – zbiór ścian przecinających się krawędziach równoległych). 


4. Czworościan zasadniczy, ściana jednostkowa. Wskaźnik Müllera. Symbole ścian kryształu. 

Komórka elementarna - cząsteczki, jony i atomy tworzące strukturę kryształu są ułożone w każdym minerale według określonego i stałego porządku. Najmniejszą część tej struktury, zawierającą wszystkie jej elementy, nazywamy komórką elementarną. 
W krystalografii jest to najmniejszy fragment struktury uporządkowanej kryształu. Komórka elementarna powtarza się we wszystkich trzech kierunkach, tworząc zamkniętą sieć przestrzenną, której główną cechą jest symetria. Komórka elementarna ma zawsze kształt równoległościanu. 

Czworościan zasadniczy – forma utworzona przez trzy ściany na osiach krystalograficznych oraz przez ścianę zamykającą zwaną ścianą jednostkową. 

Ściana jednostkowa - ściana powstała przez połączenie punktów lezących na osiach x, y, z, których odległość od środka układu jest taka sama i równa 1; przecina punkty węzłowe, odcina parametry liniowe komórki elementarnej. 

Wskaźnik Müllera - 


5. Sposoby przedstawiania kryształów na płaszczyźnie. 


Rzut prostokątny (ortogonalny) – w dwóch płaszczyznach 
Rzut ukośny (klinograficzny) – w trzech płaszczyznach 

Rzut wiernokątny (stereograficzny) - odwzorowanie stereograficzne – przekształcenie geometryczne, rzut środkowy sfery na płaszczyznę, w którym środkiem rzutu jest punkt sfery, zaś rzutnia jest styczna do sfery w antypodzie środka rzutu. 
Odwzorowanie stereograficzne jest wzajemnie jednoznaczne ze sfery z wyłączonym jednym punktem (środkiem rzutu) na płaszczyznę. 
Odwzorowanie to jest wiernokątne: dwie linie na sferze i ich obrazy na płaszczyźnie przecinają się pod takim samym kątem. 
Każdy okrąg na sferze, przechodzący przez środek rzutu, odwzorowuje się na prostą na płaszczyźnie, zaś każdy inny okrąg na sferze odwzorowuje się na okrąg na płaszczyźnie. 
W przekształceniu odwrotnym każda prosta na płaszczyźnie–rzutni odwzorowuje się na okrąg na sferze przechodzący przez środek rzutu, każdy okrąg na rzutni odwzorowuje się na okrąg na sferze. 


6. Symetria morfologii kryształów. Elementy symetrii (proste). 

Przekształcenie symetryczne – przepis, operacja, w wyniku której element powtarza się n-krotnie. 

Symetria – prawidłowość polegająca na powtarzaniu się przestrzeni elementów kryształu wg przepisu. 

Symetria – wzg. punktu – środka symetrii C 
- wzg. prostej - oś symetrii L 
- wzg. płaszczyzny 

Oś symetrii – kierunek, względem którego kryształ obrócony o 360º n razy zajmuje identyczne położenie 
Ln=360º/x – każdy kryształ ma L1 
Środek symetrii – przez ten punkt przechodząca prosta napotyka po obu stronach identyczne elementy w jednakowej odległości 
− w sześcianie 3L4 4L3 6L2 


7. Układy krystalograficzne. 

UKŁAD PARAMETRY SYMETRIA 
liniowe kątowe minimalna maksymalna 
Trójskośny a≠b≠c α≠β≠γ≠90º - C 
Jednoskośny a≠b≠c α=γ=90º≠β L2, P L2, P, C 
Rombowy a≠b≠c α=β=γ=90º 3L2/L2, 2P 3L3, 3P, C 
Tetragonalny a=b≠c α=β=γ=90 º L4 L4, 4L2, 5P, C 
Trygonalny 
Romboedryczny a1=a2=a3≠c 
a=b=c α1= α2= α3=90º, γ=120º 
α=β=γ≠90º L3 L3, 3L2, 4P, C 
Heksagonalny a1=a2=a3≠c α1= α2= α3=90º, γ=120º L6 L6, 6L2, 7P, C 
Regularny a=b=c α=β=γ=90º 4L3 3L4, 4L3, 6L2, 9P, C 


8. Prawidłowe zrosty kryształów. 

zrosty nieprawidłowe – np. zrosty w węglanach (kalcyt, dolomit) 

zrosty prawidłowe równoległe – wszystkie elementy analogiczne kryształu są do siebie równoległe, np. kwarc berłowy, azbest, kupryt; poszczególne osobniki mają większość elementów symetrii równoległych i osie zgodnie skierowane; najczęściej powstają w pustkach skalnych przy nierównomiernym dopływie roztworu macierzystego 

zrosty prawidłowe bliźniacze – prawidłowy zrost tej samej substancji; co najmniej dwa elementy równoległe; np. gips, tzw. jaskółczy ogon; bliźniaki mogą być podwójne lub wielokrotne, no. bliźniaki plagioklazów 


9. Polimorfizm, alotropia, izomorfizm, diadochia. Przykłady. 

Polimorfizm (różnopostaciowość) - zjawisko występowania różnych odmian krystalograficznych tego samego związku chemicznego. Występuje ono wtedy, gdy ten sam związek chemiczny może występować w dwóch lub nawet kilku formach krystalicznych. 
Jednym z najlepszych przykładów różnopostaciowości jest węglan wapniowy - (CaCO3). Występuje on jako pospolity kalcyt lub jako znacznie rzadszy minerał aragonit. Minerały te się różnią twardością i układem krystalograficznym. 
Innym przykładem jest: 
- węgiel (C) - występuje on w przyrodzie jako diament - (układ regularny), jako grafit i jako fulleren 
- dwusiarczek żelaza (FeS2) - występuje jako piryt i markasyt 
- węglik krzemu (SiC) - wstępuje w formie jednoskośnej α i w formie romboidalnej β 

Alotropia - zjawisko występowania różnych odmian krystalograficznych tego samego pierwiastka chemicznego. 
Odmiany alotropowe nie są różnymi stanami skupienia materii, ale przejścia z jednej odmiany alotropowej do drugiej są przemianami fazowymi pierwszego rzędu. Nie zachodzą one jednak w ściśle określonych temperaturach lecz są zależne od termicznej historii próbek. Powoduje to, że dany pierwiastek może występować w dwóch różnych odmianach alotropowych w tej samej temperaturze. 
Najbardziej znane pierwiastki tworzące odmiany alotropowe: 
- węgiel występujący w formie diamentu, grafitu, fullerenu i nanorurek 
- fosfor występujący w formie fosforu czerwonego, białego, fioletowego i czarnego 
- siarka występująca w formie romboidalnej, jednoskośnej i polimerycznej. 
- żelazo o sieci regularnej przestrzennie centrowanej (α i δ) oraz regularnej ściennie centrowanej (γ). 
Inne pierwiastki tworzące odmiany alotropowe: arsen, antymon, cyna, mangan, selen, uran. 

Izomorfizm - szereg izomorficzny: albit -anorytzomorfizm (równopostaciowość) - zdolność do przyjmowania takich samych form krystalograficznych (postaci) przez substancje o odmiennym (bądź tylko częściowo podobnym) składzie chemicznym, przy jednoczesnej zdolności tych substancji do tworzenia roztworów stałych. 
Przyczyną izomorfizmu jest zdolność atomów, jonów i ich grup o tej samej wartościowości i zbliżonej objętości, do wzajemnego zastępowania się w sieci krystalicznej - (diadochia). 
Idealny izomorfizm wykazują ałuny - kryształy idealnie izomorficzne mają taką samą postać krystalograficzną 
i jednakowe kąty między odpowiadającymi sobie ścianami. 
Zdolność zastępowania się jonów w sieci krystalicznej uwarunkowana jest ich rozmiarami i ładunkami elektrycznymi. Różnica promieni zastępujących się jonów powinna być nie większa niż 15% a ładunek elektryczny sieci po substytucji musi być taki sam. 
Wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia może dojść do zastąpienia się, w określonej proporcji, jonów, których promienie wykazują różnicę ponad 15%. 
Izomorfizm jest częstym zjawiskiem w świecie minerałów, np.: 
Oliwiny tworzą szereg , w którym forsteryt (Mg2SiO4) i fajalit (Fe2SiO4) są skrajnymi ogniwami, jako że magnez 
i żelazo zastępują się wzajemnie w dowolnej proporcji (różnica promieni jonowych jest mniejsza niż 15%). 
Może do niej dojść między syderytem (FeCO3) a magnezytem MgCO3); w tym wypadku wymieniają się wzajemnie Fe 
i Mg. 
Podobieństwo zewnętrznej postaci takich kryształów wynika z podobieństwa ich wewnętrznej budowy, czyli struktury (izostrukturalność). 
Mogą one tworzyć szeregi izomorficzne = (roztwory stałe) np: 
albit - anortyt 
diopsyd - hedenbergit 
forsteryt - fajalit 
ferberyt – hubneryt 

Diadochia - zdolność wzajemnego zastępowania się atomów, jonów lub cząstek w obrębie sieci krystalicznych mieszanek ciał stałych o podobnej budowie. 
Występują dwa rodzaje diadochii: 
- izowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o tej samej wartościowości 
- heterowalentna - gdy zastępują się atomy lub jony o różnej wartościowości 


10. Kryształy rzeczywiste i idealne. Defekty sieciowe. 

Kryształ rzeczywisty – naturalny lub otrzymany sztucznie kryształ, posiadający defekty w strukturze wewnętrznej 
i zewnętrznej. 

Kryształ doskonały - wyidealizowany dla celów obliczeń termodynamicznych model rzeczywistych kryształów. 
Kryształ doskonały spełnia następujące warunki: 
- nie ma w nim żadnych defektów sieci krystalicznej 
- nie jest zanieczyszczony żadnymi substancjami obcymi ani nie występują w nim żadne obszary innej fazy 
- jest nieskończenie duży - tzn. nie ma powierzchni, lub przynajmniej na tyle duży, że można całkowicie pominąć 
w obliczeniach efekty powierzchniowe 

Defekt sieci krystalicznej - niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. 
Wyróżnia się trzy typy defektów punktowych: 
- "wakansy" czyli brak atomu i powstaniu luki, 
- nadmiar atomów w sieci, które umiejscawiają się między węzłami siec, 
- zanieczyszczenia - zajmowanie węzłów przez atomy substancji obcych w stosunku do składu chemicznego całego kryształu 
Oprócz tego występują też defekty warstwowe takie jak: 
- uskoki sieci krystalicznej 
- nakładanie się dwóch sieci na siebie 
- warstwicowanie 
Miarą doskonałości kryształu jest jego stopień zdefektowania mierzony liczbą defektów do teoretycznej ilości atomów jaką powinna zawierać sieć. Zazwyczaj zdefektowanie sieci rośnie wraz ze wzrostem temperatury. 

Defekty sieci krystalicznej to niewłaściwie umiejscowienie atomów lub cząsteczek w kryształach powodujące zaburzanie ich idealnej struktury przestrzennej.
Nawet w idealnie czystych chemicznie kryształach występują defekty. Defekty te wynikają z natury procesu krystalizacji. 
Ze względu na geometrię defekty struktury krystalicznej dzieli się na: 
- defekty punktowe (wakancje oraz atomy rodzime), 
- defekty liniowe (defekty liniowe, dyslokacje krawędziowe), 
- defekty powierzchniowe (granice ziaren, granice międzyfazowe, błędu ułożenia, granice domen antyfazowych). 


11. Rozwiązywanie kryształów (na modelach). 

- forma 
- wykształcenie 
- symetria w krysztale 
- układ krystalograficzny 
- symetria kryształu względem osi x, y, z 
- wskaźniki ścian kryształu 
- projekcja stereograficzna kryształu 


12. Optyka kryształów. 

światło spolaryzowane – polaryzacja to własność fali poprzecznej (np. światła); fala spolaryzowana oscyluje tylko 
w pewnym wybranym kierunku. Fala niespolaryzowana oscyluje we wszystkich kierunkach jednakowo; fala niespolaryzowana może być traktowana jako złożenie wielu fal drgających w różnych kierunkach. 

dwójłomność - jest własnością ośrodków optycznych do podwójnego załamywania światła (rozdwojenia promienia świetlnego). Substancje dla których zjawisko zachodzi nazywamy substancjami dwójłomnymi. 

kąt padania - to kąt między promieniem padającym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni) θP. 

kąt odbicia - to kąt między promieniem odbitym a normalną do powierzchni (osią prostopadłą do powierzchni) θO. 

Prawo odbicia 
Kąt odbicia jest równy kątowi padania i leżą one w jednej płaszczyźnie. Odbicie fali może nastąpić tylko i wyłącznie 
w wypadku, gdy powierzchnia, którą napotyka fala, jest równa lub większa długości fali. 

barwy interferencyjne – to barwy widoczne w kryształach i ciekłych kryształach anizotropowych optycznie przy badaniu pod mikroskopem w świetle spolaryzowanym przy skrzyżowanym polaryzatorze i analizatorze; barwy interferencyjne powstają 
w krysztale ponieważ kąt polaryzacji światła przechodzącego przez kryształy ulega zmianie i zmiana ta jest funkcją kąta jego padania na powierzchnię kryształu. Prędkość przechodzenia światła przez sam kryształ zależy natomiast od kąta jego polaryzacji. Światło opuszcza więc kryształ, będąc w różnych fazach co powoduje powstanie barw interferencyjnych. 

pleochroizm – zjawisko, zmiany barwy w zależności od polaryzacji światła przechodzącego przez ciało. Zjawisko jest wynikiem różnej absorpcji widmowej światła przez substancje, zależnie od kierunku polaryzacji padającego światła.

Wysłany: Nie 20:25, 10 Lut 2008    Temat postu:
Paragenezy mineralne (przykłady).  Parageneza – gr. para= obok, równolegle, Genesis= pochodzenie, stawanie się  wspólność występowania zespołów mineralnych w wyniku specyficznego współdziałania czynników fizycznych, chemicznych, fizyko – chemicznych i biologicznych związanych z czasowo określonym procesem, geologicznym  każdej skale odpowiada określony typ paragenezy  równowagowe paragenezy asocjacji mineralnych  Przykłady: baryt – galena, sfaleryt, kalcyt (Boguszów Gorce), hematyt, goethyt, psylomelan (Stanisławów)  siarka – baryt, celestyn, haueryt, gips (Tarnobrzeg)  azuryt – malachit, różne miedziowce  gips – siarka, anhydryt, halit  rudy srebra – cynk  złoto rodzime – kwarc  galena - sfaleryt, piryt, wurtzyt i smithsonit, blenda cynkowa  Badając współwystępowanie możemy ustalić kolejność powstawania, temperaturę i warunki, w jakich powstały. współwystępowanie ma więc wielkie znaczenie praktyczne dla górników, pozwala bowiem przewidzieć, jakich minerałów można się spodziewać na danym złożu, ze względu na obecność innych, stale im towarzyszących. W ten sposób na podstawie paragenez mineralnych przeprowadza się poszukiwania złóż minerałów użytecznych.

Rentgenograficzna analiza fazowa - metoda wykorzystująca dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego na sieciach krystalicznych w celu określenia składu jakościowego i ilościowego ciał polikrystalicznych; jest to metoda fazowa. 

Spektroskopia Ramana - nazywana także spektroskopią ramanowską, to technika spektroskopowa polegająca na pomiarze promieniowania rozproszenia Ramana, tj. nieelastycznego rozpraszania fotonów; nawet bardzo mały minerał (np. wrostek) celuje się na krzyżu linii pod działanie światła laserowego i otrzymuje się skład fazowy (czyli nazwę minerału); można dzięki tej metodzie sprawdzić czy minerał jest naturalny czy syntetyczny. 

Mikroskopia elektronowa – np. skaningowy mikroskop elektronowy pokazuje minerał w trzech wymiarach; pokazują jakościową budowę minerału (chemizm). 
Analiza termiczna – podgrzewa minerał i komputer Bada jakie zmiany zachodzą w minerale; najczęściej wykorzystywany do minerałów ilastych 

Mikrosondy elektronowe – najpopularniejsza metoda oznaczająca skład chemiczny w mikroobszarze. 

Mikrosondy jonowe – bardzo droga metoda, która oznacza skład chemiczny i stosunki izotopów w minerale; służy także do określania wieku minerału. 


Rozpoznawanie minerałów na podstawie cech zewnętrznych i prostych reakcji chemicznych. 

Rozpoznawanie minerału na podstawie cech zewnętrznych przeprowadza się określając jego połysk, barwę, rysę, twardość, ciężar właściwy, spójność, przełam, łupliwość, kształt i pokrój lub wykształcenie jego skupień. 
W razie wątpliwości należy uciec się do rozpoznania na podstawie własności chemicznych stosując przede wszystkim analizę dmuchawkową. wyróżnia się ona prostotą urządzeń, szybkością wykonania przy zadowalającym stopniu dokładności, zwłaszcza przy wykrywaniu takich składników jak np. S, Se, As, Sb, Bi, Co, Ni, Fe, Mn, Zn, Cd, Hg, Au, Ag. W początkowym stadium analizy przeprowadza się obserwacje zachowania się próbki minerału w płomieniu. W następnej kolejności obserwuje się przebieg prażenia próbki przy silnym dostępie powietrza w otwartej rurce szklanej i przy ograniczonym dostępie powietrza w zamkniętej rurce szklanej. 
W ostatnich latach wprowadzono do badania minerałów analizę jakościową metodą rozcierania proszków, którą wykonuje się na drodze suchej lub niemal suchej.

Zeolity zostały po raz pierwszy opisane w 1756r. przez szwedzkiego mineraloga. Zeolity to uwodnione glinokrzemiany sodu i wapnia, rzadziej baru, magnezu, manganu, potasu i strontu. Krystalizują w układzie jednoskośnym, regularnym lub rombowym. Twardość od 3,5 do 6. Barwa biała, czerwonawa, żółtawa lub zielonkawa lub bezbarwna. Połysk szklisty, jedwabisty lub perłowy. 
Charakterystyczną cechą zeolitów jest występowanie w ich strukturze wewnętrznej pustych przestrzeni tworzących system kanalików wypełnionych wodą w postaci cząsteczkowej (woda zeolityczna). Podczas ogrzewania, 
w temperaturze 400°C, woda ta zostaje usunięta nie naruszając struktury kryształów, zmianie ulegają jedynie niektóre ich właściwości fizyczne. Woda może być jednak z powrotem wchłonięta po ochłodzeniu, bądź zastąpiona przez inne ciecze lub gazy. Zeolity cechuje również duża zdolność wymiany kationów. Często określane są one mianem gotujących się kamieni. 
Powstają w utworach hydrotermalnych, wypełniając szczeliny i pustki skał wylewnych (np. bazaltów). Szeroko rozpowszechnione. W Polsce spotykane są w okolicach Krakowa, w Pieninach i na Dolnym Śląsku (Strzegom). Obecnie zeolity otrzymuje się także sztucznie (niektóre z nich nie mają naturalnych odpowiedników w przyrodzie). 
Oznaczonych zostało 44 zeolity, które na podstawie budowy strukturalnej przydzielono do 7-dmiu grup. Należą do nich m.in.: 
Analcym Na[AlSi2O6] H2O regularny 5 biała,żółta różowa biała szklisty brak ziarnisty 2,2 
Natrolit Na2[AlSi3O10] 2H2O rombowy 5 bezb, biała, żółtawa biała szklisty doskonała muszlowy 2,2 
Chabazyt Ca[Al2Si4O12] 6H2O trygonalny 4,5 bezb, biała, żółta, brunatna biała szklisty wyraźna nierówny 2 
Laumontyt Ca[Al2Si4O12 4H2O jednoskośny 4 biały z żółtym odcieniem biała perłowy, jedwabisty doskonała pręcikowy 2,2 
Stylbit NaCa2[Al5Si13O36] 14H2O jednoskośny 4 biała, szara, żółta biała szklisty doskonała pręcikowy 2,1 
inne to: philipsyt, harmotom, heulandyt, klinoptilolit. 
Ich zastosowanie można określić stwierdzeniem: „od składnika pasty do zębów, aż do unieszkodliwiania odpadów nuklearnych". Oprócz znanych dotychczas jego zastosowań, takich jak: usuwanie pierwiastków radioaktywnych czy mechanicznej filtracji, podejmuje się próby wykorzystania zeolitów do usuwania z wody związków chloroorganicznych, metali ciężkich, zanieczyszczeń ropopochodnych. Zeolity znalazły olbrzymie zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak: przemysł chemiczny, mikroelektronika, optyka, medycyna, ochrona środowiska i rolnictwo. Największa liczba opisanych dotychczas zastosowań zeolitów jest związana z przemysłem. W budownictwie zeolitonośne tufy można wykorzystać do wyrobu cementu lub jako dodatek do klinkieru portlandzkiego. Zeolity szeroko stosuje się jako nośniki katalizatorów w przemyśle petrochemicznym. Właściwości adsorpcyjne zeolitów są powszechnie wykorzystywane do osuszania i oczyszczania gazów. Zeolity okazały się „ekologicznie czyste” w porównaniu 
z zeolitami syntetycznymi, dominującymi w sektorze środków piorących. W przemyśle farmaceutycznym i drogeryjnym są dogodnymi środkami polerującymi we fluorkowych pastach do zębów oraz lekiem stabilizującym pracę układu trawiennego. Stosowany w postaci tamponu zawierającego zeolit służy do pochłaniania azotu, co pozwala zastąpić butle tlenowe w szpitalach, a nawet podczas wspinaczek wysokogórskich. Szczególnym przypadkiem zastosowania zeolitów jest osuszanie i oczyszczanie powietrza i tlenu w kabinach pojazdów kosmicznych i w maskach, w których oddychają kosmonauci. Niestety, nie wszystkie zeolity można uznać za całkowicie bezpieczne dla zdrowia użytkowników. Należy bowiem wykluczyć z bezpośredniego użycia zeolity o pokroju włóknistym i o sztywnych włóknach, jak np. orionit, któremu ostatecznie przypisano działanie rakotwórcze. W rolnictwie zeolity znalazły bardzo różnorodne zastosowanie jako dodatki paszowe i nawozowe. Szczególnie istotną rolę glinokrzemiany odgrywają w ochronie środowiska. Okazały się one być skuteczne w pochłanianiu ołowiu. W dziedzinie energii odnawialnej zeolity mogą służyć jako wymienniki ciepła. Zeolity stosuje się w dezaktywacji odpadów nuklearnych i innych niebezpiecznych odpadów przemysłowych, do gaszenia pożarów chemicznych i usuwania substancji radioaktywnych, czego przykładem jest pożar elektrowni 
w Czarnobylu, kiedy to z powietrza zrzucono ponad 200 tys. ton klinoptylolitowych tufów. Przez sorpcję cezu i strontu w glebie mogły one zapobiec przedostawaniu się radionuklidów do wód gruntowych, a następnie do rzek. Rosnące zagrożenia zasobów hydrosfery budzą w ostatnich latach również nadzieje technologów na szersze wykorzystanie właściwości glinokrzemianów do oczyszczania wody i ścieków. 


Zasady starej i nowej klasyfikacji amfiboli. 

Dawna klasyfikacja amfiboli: 
1. amfibole rombowe 
-protoamfibole 
-normalne amfibole rombowe Þ antofyllit 
2. amfibole jednoskośne 
-szereg cummingtonitu Þ cummingtonit 
-szereg aktynolitu Þ tremolit, aktynolit 
-szereg hornblendy Þ hornblenda, edenit 
-szereg glaukofanu Þ glaukofan 
Nowa klasyfikacja amfiboli: 
1. amfibole Fe – Mg – Mn Þ podgrupa: antofyllitu, cummingtonitu 
2. amfibole Ca Þ podgrupa: tremolitu - tschermakitu, edenitu - pargasytu, hastingsytu, kaerusytu 
3. amfibole Na – Ca Þ podgrupa: winchrytu - barroisytu, richterytu- taramitu 
4. amfibole alkaiczne Þ podgrupa: eckermannitu - arfvedsonitu, glaukofanu - riebeckitu 


Zasady starej i nowej klasyfikacji piroksenów. 

Dawna klasyfikacja piroksenów: 
1. Pirokseny rombowe Þ enstatyt, bronzyt, hipersten 
2. Pirokseny jednoskośne 
- szereg klinoenstatytu Þ klinoenstatyt, klinohipersten 
- szereg diopsyd - hedenbergit Þ diopsyd, hedenbergit 
- szereg augitu Þ augit 
- szereg jadeitu Þ jadeit, egiryn, omfacyt, spoumen 

Nowa klasyfikacja piroksenów: 
1. Pirokseny Ca – Mg – Fe Þ enstatyt, ferrosyllit, diopsyd, hedenbergit, 
2. Pirokseny Ca – Na Þ omfacyt, egiryn-augit 
3. Pirokseny Na Þ jadeit, egiryn 
4. Inne pirokseny Þ kaoit, spodumen 


Nowe minerały odkryte w Polsce (bohdanowiczyt, rozenit, morozewiczyt, polkowicyt, jarosyt hydronowy, eugienit). 

Bohdanowiczyt - AgBiSe2 krystalizuje w układzie heksagonalnym. Tworzy ziarna mikroskopijnej wielkości. 
W Polsce rozpoznany w Kletnie. 
Rozenit - FeSO4 2H2O Połysk szklisty. Przezroczysty. Łatwo rozpuszczalny w wodzie. Produkt utleniania FeS2. Znaleziony w Tatrach, Nowej Słupi i Turoszowie. Nazwany ku czci prof. Dr Zygmunta Rozena. 
Morozewiczyt - Pb3GeS3 tworzy wraz z polkowicytem szereg izomorficzny, którego jest skrajnym ogniwem. Stwierdzony po raz pierwszy we LGOM-ie. Współwystępuje wraz z markasytem, chalkopirytem, bornitem i innymi kruszcami. 
Polkowicyt - Fe3(Ge, Fe)S4 tworzy wraz z morozewiczytem szereg izomorficzny, którego jest skrajnym ogniwem. Stwierdzony po raz pierwszy we LGOM-ie. Współwystępuje wraz z markasytem, chalkopirytem, bornitem i innymi kruszcami. 
Jarosyt hydrniowy - minerał stref utleniania skał zawierających siarczki. Często występuje w skałach fliszu karpackiego, Gór Świętokrzyskich i Śląskich kopalń węgla. 
Eugienit - Ag11Hg2 srebrzystobiały o połysku metalicznym. Rozpoznany w kopalni Lubin.

Promieniowanie rentgenowskie

Dwa typy oddziaływania elektronów wiązki z ciałem stałym prowadzą do powstania promieniowania rentgenowskiego. Jednym jest rozpraszanie na jądrach atomowych, które prowadzi do powstania ciągłego widma, promieniowania rentgenowskiego. Drugim jest jonizacja wewnętrznych powłok elektronowych atomu prowadząca do powstawania widma charakterystycznego.

Charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie

Widmo charakterystyczne powstaje w wyniku oddziaływania elektronów wiązki z elektronami wewnętrznych powłok atomów próbki. Normalnie powłoki K i L atomów o liczbach atomowych większych od 10 są zapełnione. Jeśli jeden z elektronów K zostanie usunięty, atom może doznać przejścia, w którym elektron L lub M "przeskoczy" na puste miejsce, a wyzwolona przy tym energia potencjalna zostanie wyemitowana jako kwant promieniowania elektromagnetycznego. Typowe wartości energii takich przejść leżą w zakresie rentgenowskim widma promieniowania elektromagnetycznego. Energia tego kwantu jest ściśle określona dla każdego rodzaju przejścia w danym pierwiastku i dlatego jest cechą diagnostyczną.

Spektrometr rentgenowski rejestruje charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie. Zadaniem spektrometru jest zliczenie impulsów promieniowania rentgenowskiego i posegregowanie ich. Spektroskopia promieni rentgenowskich może być przeprowadzona dwiema metodami:

− metoda dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (Energy Dispersive Spectrometry - EDS). Stosuje się detektory, w których natężenie sygnału wyjściowego jest proporcjonalne do energii padających impulsów, np. liczniki scyntylacyjne, proporcjonalne liczniki przepływowe, detektory Li/Si. W naszym mikroskopie zainstalowany jest detektor Sapphir

− metoda dyspersji długości fali promieniowania rentgenowskiego (Wave Dispersive Spectrometry - WDS). Stosuje się spektrometr promieni rentgenowskich z kryształem analizującym.

ŚRODOWISKOWY ELEKTRONOWY MIKROSKOP SKANINGOWY – ESEM (Environmental Scanning Electron Microscope)

Zalety ESEM w stosunku do konwencjonalnych SEM

Podstawowymi ograniczeniami możliwości konwencjonalnych SEM są wymagania jakie musi spełnić próbka, która ma być umieszczona w warunkach wysokiej próżni (10^-5 Torra) w komorze mikroskopu:

1. Odporność na warunki próżniowe – umieszczenie w warunkach wysokiej próżni nie może powodować zmian w strukturze i składzie próbki.

2. Próbka taka nie może zawierać wilgoci ani innych zanieczyszczeń (np. lotnych węglowodorów) których wydzielenie się w wysokiej próżni mogłoby spowodować podwyższenie ciśnienia w komorze, uszkodzenie detektora lub zanieczyszczenie mikroskopu.

3. Przewodnictwo elektryczne . Wiązka elektronów przekazuje próbce duży ładunek elektryczny. W materiałach przewodzących jest on odprowadzany za pośrednictwem stolika mikroskopu do ziemi. Próbki nie wykazujące przewodnictwa muszą być pokryte warstwą substancji przewodzącej (węgla, srebra lub złota), w celu uniknięcia gromadzenia się na ich powierzchni ładunku, który może powodować lokalne zakłócenia w emisji elektronów wtórnych, a nawet odbicie wiązki elektronów.

Większość próbek wymaga więc specjalnego przygotowania – suszenia, odgazowania i napylenia warstwą przewodzącą. Należy pamiętać o tym, że przygotowania te mogą spowodować uszkodzenie próbki, a także powstanie artefaktów.

Rozwiązanie wielu powyższych problemów przyniosła środowiskowa elektronowa mikroskopia skaningowa (ESEM), która rozwinęła się w połowie lat osiemdziesiątych. ESEM posiada wszystkie zalety konwencjonalnej SEM, a ponadto nie wymaga umieszczenie próbki w wysokiej próżni. Dzięki zastosowaniu specjalnego systemu zaworów, pomiędzy kolumną mikroskopu i komorą próbki można umieścić próbkę w środowisku o zmiennych parametrach:

− Skład gazu tworzącego atmosferę w komorze jest dowolny

− Ciśnienie do 50 Torrów

− Temperatura do 1500 °C.

W ESEM próbki nie przewodzące, zawierające wilgoć czy substancje lotne mogą być obserwowane w stanie naturalnym, bez specjalnych przygotowań.

Ponadto ESEM stwarza dodatkowe możliwości badawcze, np.

− obserwacji próbek: uwodnionych, emitujących światło, wykazujących fluorescencję i katodoluminescencję

− obserwacji delikatnych struktur np. biologicznych, utrzymywanych przez wewnętrzne siły hydrostatyczne

− obserwacji dynamicznych zmian, jakim podlegają próbki w zmiennych warunkach ciśnienia, temperatury i składu atmosfery (rozciąganie, ściskanie, rozprzestrzenianie się spękań, rozwarstwianie, uwadnianie, odwadnianie, sublimacja)

− obserwacji interakcji między próbką i zmieniającym się środowiskiem (pochłanianie i oddawanie wilgoci do środowiska, wzrost kryształów i ich rozpuszczanie, korozja, trawienie).